一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座制造技术

本发明专利技术公开了一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，包括连接上板

【技术实现步骤摘要】
一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座


[0001]本专利技术涉及减振隔震控制领域，具体是一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座
。

技术介绍

[0002]地震灾害影响巨大，具有突发性
、
高破坏性
、
随机性等特点，我国是多地震灾害国家，超大城市
、
重点工程都有着抗震设防的迫切需要
。
机场作为城市重要的基础设施和生命线工程，近年来，机场航站楼隔震设计受到越来越多的关注，航站楼作为机场内人流量最大的一个设施，其抗震设防能力十分关键，体型大
、
跨度大
、
结构复杂等特性成为首要难题
。
因此，当前机场航站楼建设迫切需要隔震性能较好的柔性隔震支座
。
[0003]传统的橡胶隔震支座往往会因为长时间的使用，导致其中的橡胶材料松弛和老化，进而影响其寿命和隔震性能
。
此外，传统橡胶隔震支座中的橡胶材料受环境温度影响较大，存在低温瞬时硬化
、
低温结晶硬化
、
滞回生热及高温耗能性能下降等不良问题
。
[0004]超材料是一种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工材料
。
通过
3D
打印技术制造出的点阵力学超材料克服了常规橡胶隔震装置的温度依赖性，且具有轻质高强
、
负泊松比
、
负刚度等特性，其抗冲击性
、
抗断裂韧性与橡胶材料相比都有着巨大优势<br/>。
同时点阵力学超材料减震性能较好，当其受到压力时会产生负泊松比效应，吸收大量能量
。
[0005]隔震支座主要用于减轻地震对结构的破坏作用，在一些地震情况下可能会在支座处产生较大拉拔力，而一般的隔震支座无抵抗结构上拉力的能力或抵抗结构上拉力的能力不足
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，包括连接上板
、
连接下板
、
隔震原件
、
抗拉装置和可调节底座，所述连接上板下端固定连接有隔震原件，所述隔震原件包括外层橡胶
、
点阵力学超材料
、
钢板和封板，所述隔震原件下端固定连接有连接下板，所述抗拉装置设置于连接上板与连接下板之间，均匀布置于隔震原件四周，所述抗拉装置包括柱形钢箱
、
刚性杆
、
抗拉耗能单元和弹簧，所述连接下板下端通过化学锚栓连接带有四组调节机构的底座
。
[0009]作为本专利技术的进一步方案：所述连接上板通过化学锚栓与建筑结构固定连接，所述连接下板与底座通过化学锚栓限位并与建筑结构固定连接
。
[0010]作为本专利技术的进一步方案：所述点阵力学超材料是由金属粉末通过
3D
打印技术制成
。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：所述点阵力学超材料和钢板彼此交错堆叠放置，所述点阵力学超材料由点阵单胞有序排列组成，通过
3D
打印技术制造，所述封板与点阵力学超
材料上下两端相连，所述点阵力学超材料与钢板
、
点阵力学超材料与封板之间均通过焊接粘合在一起，所述外层橡胶包裹在点阵力学超材料和钢板的表面
。
[0012]作为本专利技术的进一步方案：所述点阵单胞为立方体空间结构
。
[0013]作为本专利技术的进一步方案：所述抗拉装置通过万向铰分别与连接上板和连接下板相连
。
[0014]作为本专利技术的进一步方案：所述柱形钢箱上端中部设有圆孔，所述圆孔周围设置有橡胶套环，所述抗拉耗能单元为中心带孔的橡胶材料圆柱体，所述刚性杆穿过圆孔和抗拉耗能单元与钢性凸台固定连接，所述弹簧分别与钢性凸台和柱形钢箱底端内壁固定连接
。
[0015]作为本专利技术的进一步方案：所述连接上板和连接下板为矩形钢板，所述四组调节机构分布于连接下板上表面的四角，所述调节机构包括螺套和螺杆，所述螺套底端与底座转动设置，所述螺套内部开设有螺纹槽，所述螺杆通过螺纹槽设置在螺套内部位置
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供了一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，具备以下有益效果：
[0017]一
、
本专利技术采用点阵力学超材料替换传统隔震支座中橡胶材料的方法，当发生地震时，连接上板向下挤压点阵力学超材料，使得点阵力学超材料表现出负泊松比效应，从而可以吸收大量从连接上板传递下来的能量，从而提高隔震支座的减震性能
。
进一步地，点阵力学超材料的抗压痕性
、
抗冲击性
、
抗断裂韧性
、
渗透可变性以及能量吸收性能较好，从而使用寿命较长
。
进一步地，点阵力学超材料是由金属粉末通过
3D
打印技术制成，受温度影响较小，克服了传统橡胶隔震支座的温度依赖性
。
[0018]二
、
本专利技术通过利用万向铰将抗拉装置连接于连接上板和连接下板之间，当发生地震时，抗拉装置可以跟随隔震原件的变形而转动，可以实现点阵力学超材料隔震支座正常工作的同时，不影响点阵力学超材料隔震支座的抗剪能力
。
[0019]三
、
本专利技术通过利用橡胶材料作为抗拉装置中的黏弹性耗能单元，当发生非常大的地震时，抗拉装置也能保持正常的工作性能，进而提高点阵力学超材料隔震支座的抗拉拔能力
。
[0020]四
、
本专利技术通过利用四组调节机构，可以根据施工需要对点阵力学超材料隔震支座的高度进行微调，增加本专利技术的适用性，进一步地，连接下板与底座通过化学锚栓固定，使调节机构不会影响点阵力学超材料隔震支座的稳定性
。
附图说明
[0021]图1为本专利技术整体结构主视图
[0022]图2为本专利技术整体结构剖视图
[0023]图3为本专利技术所述抗拉装置整体结构图
[0024]图4为本专利技术所述调节机构整体结构图
[0025]图5为本专利技术整体结构俯视图
[0026]图6为本专利技术所述点阵单胞结构俯视图
[0027]图7为本专利技术所述点阵单胞整体结构图
[0028]图8为本专利技术所述点阵力学超材料整体结构图
[0029]图中：
1、
连接上板；
2、
隔震原件；
3、
连接下板；
4、
抗拉装置；
5、
调节机构；
6、
底座；
7、
化学锚栓；
8、
抗拉耗能单元；
9、
弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，包括连接上板
(1)、
连接下板
(3)、
隔震原件
(2)、
抗拉装置
(4)
和带有四组调节机构
(5)
的底座
(6)
，所述连接上板
(1)
下端固定连接有隔震原件
(2)
，所述隔震原件
(2)
包括外层橡胶
(17)、
点阵力学超材料
(11)、
钢板
(12)
和封板
(10)
，所述隔震原件
(2)
下端固定连接有连接下板
(3)
，所述抗拉装置
(4)
设置于连接上板
(1)
与连接下板
(3)
之间，均匀布置于隔震原件
(2)
的四周，所述抗拉装置
(4)
包括柱形钢箱
(21)、
刚性杆
(22)、
抗拉耗能单元
(8)
和弹簧
(9)
，所述连接下板
(3)
下端通过化学锚栓
(7)
连接带有四组调节机构
(5)
的底座
(6)。2.
根据权利要求1所述的一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，其特征在于：所述点阵力学超材料
(11)
由点阵单胞
(13)
有序排列组成，所述点阵单胞
(13)
为立方体空间结构，点阵力学超材料
(11)
由金属粉末通过
3D
打印技术制成
。3.
根据权利要求1所述的一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，其特征在于：所述连接上板
(1)
通过化学锚栓
(7)
与建筑结构固定连接，所述连接下板
(3)
与底座
(6)
通过化学锚栓
(7)
限位并与建筑结构固定连接
。4.
根据权利要求1所述的一种负泊松比点阵力学超材料隔震支座，其特征在于：所述点阵力学超材料
(11)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许俊红，孙东兵，王浩，李爱群，何昊成，张文清，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：